Dekarbonisierung Ortsbuslinien und Schülertransport in der Gemeinde Freienbach
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Gemeinde Freienbach
Dekarbonisierung Ortsbuslinien und
Schülertransport in der Gemeinde Freienbach
15. Dezember 2021
Rapp Trans AG | Ein Unternehmen der Rapp Gruppe
Hochstrasse 100 | Postfach | CH-4018 Basel | T +41 58 595 77 77 | www.rapp.ch
Gemeinde Freienbach Dekarbonisierung Ortsbuslinien und Schülertransport in der Gemeinde Freienbach Änderungsnachweis Version Datum Status/Änderung/Bemerkung Name 1.0 03. Dezember 2021 Finale Version Andrea Felix 2.0 15. Dezember 2021 Ergänzung Benchmark Dieselbus Andrea Felix Projektleitung und Sachbearbeitung Name E-Mail Telefon Andrea Felix andrea.felix@rapp.ch +41 58 595 78 17 Jörg Jermann Joerg.jermann@rapp.ch +41 58 595 77 38 Michael Hoser michael.hoser@rapp.ch +41 58 595 79 15 Beat Ritschard br@ritschard-management.ch +41 55 410 25 50 Rapp Trans AG | Ein Unternehmen der Rapp Gruppe 15. Dezember 2021 | Bericht - Dekarbonisierung Ortsbus und Schülertransport Freienbach - V2.0 - 15Dez21 - Fx.docx Seite I
Gemeinde Freienbach
Dekarbonisierung Ortsbuslinien und Schülertransport in der Gemeinde Freienbach
Inhaltsverzeichnis
Zusammenfassung 1
1 Ausgangslage und Auftrag 6
2 Analyse Antriebssysteme und Energieformen 8
2.1 Analyse Antriebsarten 8
2.2 Analyse Betankungs- und Ladeinfrastruktur 13
2.3 Analyse der nachhaltigen Energieproduktion in Freienbach 16
2.3.1 Solarstromproduktion in Freienbach 19
2.3.2 Wasserstoffproduktion in Freienbach 21
2.3.3 BioGas-Produktion in Freienbach 23
2.4 Fazit Antriebsarten und Energieproduktion in Freienbach 24
3 Kostenvergleich Ortsbus 25
3.1 Vorgehen 25
3.2 Verwendete Eckdaten 26
3.3 Einmalig anfallende Kosten - CAPEX 28
3.4 Wiederkehrende Kosten – Betriebskosten - OPEX 30
3.5 Life-Cycle Kosten 31
3.6 Vergleich CAPEX und OPEX und Delta zu den heutigen Betriebskosten 33
3.7 Fazit Kostenvergleich alternative Antriebsarten vs. Diesel 36
4 Nachhaltigkeitsbetrachtung 37
4.1 Vorgehen 37
4.2 Verwendete Eckwerte 38
4.2.1 Herstellung Karosserie / Fahrzeug 38
4.2.2 Energieverbrauch Betrieb 39
4.2.3 Recycling Batterie bzw. Brennstoffzelle 40
4.2.4 Recycling Karosserie 40
4.3 Ergebnisse 40
4.4 Fazit Nachhaltigkeitsbetrachtungen 42
5 Auswirkungen auf das Betriebskonzept 43
6 Auswirkung auf den Betriebsvertrag 43
7 Schülertransport 44
8 Empfehlung 46
Anhang 1: Abkürzungen und Begriffe 48
Anhang 2: Standorte 49
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Gemeinde Freienbach
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Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Datenblatt MAN Lion’s City 12 C EFFICIENTHYBRID ................................... 8
Tabelle 2: Datenblatt MAN Lion’s City 12 E .............................................................. 9
Tabelle 3: Datenblatt Solaris Urbino 12 electric ...................................................... 10
Tabelle 4: Datenblatt Solaris Urbino 12 hydrogen ................................................... 11
Tabelle 5: Datenblatt Lion’s City 12 G ................................................................... 12
Tabelle 6: Übersicht Optionen Landung und Betankung ........................................... 14
Tabelle 7: Übersicht Optionen Energieproduktion in Freienbach auf neuen Anlagen ..... 18
Tabelle 8: Übersicht verfügbare Dachflächen auf gemeindeeigenen Liegenschaften ..... 20
Tabelle 9: Abschätzung Bedarf an Substrat – Umgerechnet in Anzahl GVE ................. 23
Tabelle 10: Treibstoff / Energie Kosten pro Einheit ................................................... 26
Tabelle 11: Treibstoff / Energie Verbrauch pro 100 Km ............................................. 27
Tabelle 12: Eckdaten Treibstoff und Energie ............................................................ 28
Tabelle 13: Kostenpositionen Errichtung / CAPEX ..................................................... 29
Tabelle 14: Kostenpositionen Betrieb / OPEX ........................................................... 30
Tabelle 15: Kostenpositionen Life-Cycle Berechnung................................................. 32
Tabelle 16: Vergleich CAPEX und OPEX der unterschiedlichen Antriebsarten ................ 33
Tabelle 17: Life-Cycle - Jährliche Zusatzkosten alternativer Antriebsarten gegenüber dem
heutigen Dieselbetrieb ......................................................................... 34
Tabelle 18: Vorinvestitionen der Gemeinde und jährliche Zusatzkosten der alternativen
Antriebsarten gegenüber dem heutigen Dieselbetrieb............................... 35
Tabelle 19: Herstellung Karosserie - CO2-EmissionenHerstellung Batterie & Brennstoffzelle 38
Tabelle 20: Herstellung Batterie und Brennstoffzelle - CO2-Emissionen............................. 38
Tabelle 21: Diesel - CO2-Emissionen pro Liter ............................................................... 39
Tabelle 22: Strom - CO2-Emissionen pro kWh ............................................................... 39
Tabelle 23: Berechnete Werte der CO2-Bilanz der drei Antriebsarten .......................... 40
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Untersuchungsperimeter der Gemeinde Freienbach (orange eingefärbt) ....... 7
Abbildung 2: Lade Infrastruktur Depotladung – Komponenten ..................................... 14
Abbildung 3: Länge Autobahnabschnitt – Anschluss Pfäffikon bis Anschluss Wollerau ...... 15
Abbildung 4: Standort der bestehenden (Bio)Gas-Tankstellen in Freienbach & Umgebung 16
Abbildung 5: Energieproduktion in Freienbach – Zusammenfassung ............................. 18
Abbildung 6: PV-Anlagen – Abschätzung Bedarf & Kosten............................................ 19
Abbildung 7: Bsp. Analyse Dachflächen für PV-Anlagen - Schulhaus SA Felsenburgmatte 20
Abbildung 8: Standort der geplanten Wasserstoffproduktionsanlage in Freienbach.......... 22
Abbildung 9: Übersicht Analyse BioGas-Anlagen ......................................................... 24
Abbildung 10: Life-Cycle Kosten – Vergleich zwischen den unterschiedlichen Antriebsarten 32
Abbildung 11: CO2-Bilanz im ersten Betriebsjahr .......................................................... 41
Abbildung 12: CO2-Bilanz über gesamten Lebenszyklus ................................................ 42
Abbildung 13: CAPEX Schülertransport mit e-Fahrzeuge ............................................... 45
Abbildung 14: Überblick - Kosten Schülertransport mit e-Fahrzeuge ............................... 45
Beilagenverzeichnis
• Beilage 1: Foliensatz «Dekarbonisierung Ortsbus und Schulbus Freienbach»
• Beilage 2: Kostenschätzung
• Beilage 3: Nachhaltigkeitsnachweis
• Beilage 4: Foliensatz «Analyse verfügbare Dachflächen für Photovoltaikanlagen»
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Gemeinde Freienbach Dekarbonisierung Ortsbuslinien und Schülertransport in der Gemeinde Freienbach Zusammenfassung Ausgangslage Im November 2019 wurde beim Gemeinderat Freienbach die Initiative «Ja zur nachhaltigen Mobilität» eingereicht. Der Gemeinderat soll ein Konzept erarbeiten, das aufzeigt, wie Gemeindebuslinien und Schülertransporte gänzlich durch Fahrzeuge mit alternativen Antriebsarten ohne fossile Treibstoffe und Energie aus nachhaltiger Produktion betrieben werden können. An der Gemeindeversammlung vom 11. Dezember 2020 wurde die Initiative mit dem Ergänzungsantrag, dass die Produktion der Energie in der Gemeinde Freienbach auf neu erstellten Anlagen zu erfolgen hat, an die Urnenabstimmung vom 7. März 2021 überwiesen. Dort wurde die Initiative mit deutlichem Mehr (58% JA) angenommen. Analyse Antriebssysteme Basierend auf Marktrecherchen und Abklärungen bei den beiden Fahrzeugherstellern MAN und Solaris können sowohl mit Strom (e-Bus) als auch Wasserstoff (H2-Bus) betriebene Busse die Anforderungen an einen «fossilfreien Betrieb» der beiden Ortsbuslinien erfüllen. Beim e-Bus wird der erforderliche Strom für den Antrieb des Elektromotors in einer leistungs- starken Batterie gespeichert. Die Ladung der e-Busse erfolgt in der Nachtpause und dauert bei einer Ladespannung von 150 kW ca. 3 Stunden pro e-Bus. Beim H2-Bus reagieren in einer Brennstoffzelle Wasserstoff und Sauerstoff unter der Abgabe von elektrischer Energie zu Wasser. Der so generierte Strom wird in einer Batterie auf dem Fahrzeugdach gespeichert oder treibt direkt die Elektromotoren an. Dabei wird nur Wasserdampf ausgestossen und der CO2-Ausstoss auf null reduziert. Die Betankung der H2- Busse erfolgt an einer Wasserstofftankstelle und dauert weniger als 10 Minuten. Beide alternativen Antriebsarten können als marktreif und zuverlässig eingestuft werden, wobei aber Betriebserfahrung mit modernen H2-Bussen derzeit erst im Ausland (bspw. Bozen, Wuppertal) vorhanden sind. Beim e-Bus kann mit den neusten Entwicklungen bei der Herstellung und Grösse der Batterie davon ausgegangen werden, dass die Ladekapazität bzw. die Reichweite für einen Betriebstag ausreicht und somit auf eine Zwischenladung verzichtet werden kann. Diese Einschätzung berücksichtigt auch den Stromverbrauch für Heizung im Winter oder die Klimaanlage im Sommer. Eine mögliche Verringerung der Ladekapazität der Batterie im Verlauf der Betriebsdauer wurde dahingehend berücksichtigt, dass für die Beschaffung der e- Busse eine Variante eingepreist wurde, die einen Austausch der Batterie im Verlauf der Betriebsdauer berücksichtigt. Beim H2-Bus ist die Reichweite pro Tankfüllung vergleichbar mit einem Dieselbus und somit unproblematisch für einen Betriebstag. Energieproduktion in Freienbach Gemäss dem Wortlaut der Initiative hat die Produktion der erforderlichen Energie auf dem Gemeindegebiet Freienbach auf neu erstellten Anlagen zu erfolgen. Auf Basis von Abklärungen, bei denen auch die EW Höfe eingebunden wurden, können die Stromproduktion mittels Photovoltaikanlagen und die Nutzung von Wasserstoff aus der geplanten Wasserstoffproduktion in Freienbach als valabel eingestuft werden. Als nicht realistisch werden die Errichtung eines neuen Wasserkraftwerks oder von Windrädern eingestuft. Gemäss Angaben EW Höfe gibt es derzeit keine Planung, neue Rapp Trans AG | Ein Unternehmen der Rapp Gruppe 15. Dezember 2021 | Bericht - Dekarbonisierung Ortsbus und Schülertransport Freienbach - V2.0 - 15Dez21 - Fx.docx Seite 1
Gemeinde Freienbach
Dekarbonisierung Ortsbuslinien und Schülertransport in der Gemeinde Freienbach
Wasserkraftwerke in Freienbach zu errichten. Die Energiegewinnung mit Windrädern im dicht
besiedelten Raum kann ausgeschlossen werden.
Ebenso scheidet die Errichtung einer BioGas-Anlage aufgrund des Mangels an Substrat und
nicht zuletzt auch aufgrund der hohen Kosten für Errichtung, Betrieb und Unterhalt der
Anlage aus.
Aus der Betrachtung der Energieproduktion werden e-Bus und H2-Bus weiterverfolgt,
hingegen scheidet die Option eines Betriebs der Ortsbuslinien mittels (Bio)Gas-Bus aus.
Gemäss ersten Abklärungen könnte die Produktion der jährlich erforderlichen Strommenge
für den Ortsbus und den Schulbus mittels PV-Anlagen auf gemeindeeigenen Liegenschaften
sichergestellt werden. Es sind aber noch Zusatzabklärungen (Statik, Erdbebensicherheit, etc.)
erforderlich. Hierzu müssten praktisch alle noch verfügbaren und geeigneten Dachflächen mit
PV-Anlagen ausgestattet werden. Die Nutzung von Dachflächen Dritter wäre ebenfalls
denkbar, sollte aber erst in Erwägung gezogen werden, wenn gemeindeeigene
Liegenschaften im Rahmen der Detailabklärungen ausgeschieden werden müssen. Aufgrund
dieser Unklarheiten kann jedoch nicht sichergestellt werden, dass zum frühestmöglichen
Termin der Umstellung des Ortsbusses auf einen elektrischen Betrieb (Mitte Dezember 2024)
die gesamte erforderliche Energie bereits mittels PV-Anlagen produziert werden kann.
In Freienbach ist der Bau einer Wasserstoffproduktionsanlage bei EW Höfe geplant. Die
Baubewilligung wurde bereits erteilt. Mit der Fertigstellung der Produktionsanlage und der
Betankungsinfrastruktur an der Autobahnraststätte Fuchsberg kann bis Anfang 2023
gerechnet werden. Die Produktion des Wasserstoffs erfolgt ausschliesslich mit Strom aus
erneuerbaren Quellen und erfüllt somit die Anforderung bezüglich Nachhaltigkeit wie auch
bezüglich Herstellung in Freienbach. Die Herstellung von Wasserstoff erfolgt über
Überschussenergie (Energie, die im Moment der Produktion nicht gebraucht wird), die in
Form von Wasserstoff gespeichert wird.
Kostenvergleich
Der Kostenvergleichs stützt sich auf folgende Vorgehensweise und Rahmenbedingungen:
• Jährliche Gesamtfahrleistung beider Ortsbuslinien: 200'000 Km
• Anzahl Busse: 3 (alternierend 2 Busse täglich im Einsatz, 1 Reservefahrzeug)
• Genauigkeit der Kosten +/- 30%
• einmalig anfallende Investitions-Kosten für Beschaffung der Fahrzeuge, für neue /
zusätzliche Infrastruktur sowie Vorabinvestitionen seitens der Gemeinde
• jährlich wiederkehrende Betriebskosten für Treibstoff / Energiebereitstellung und
Betrieb der beiden Ortsbuslinien
• Berechnung der «Life-Cycle-Kosten» für eine Betriebsdauer von 8 Jahren.
Ortsbus:
Damit resultieren im Vergleich zum aktuellen Dieselbetrieb (berechnete durchschnittliche
jährliche Betriebskosten ca. 1'050'000 CHF) folgende einmaligen Investitionen und jährlichen
Zusatzkosten:
• E-Bus: Vorinvestitionen e-Busse: für die Photovoltaik-Anlage: 570'000 CHF
Zusätzliche jährliche Betriebskosten: 180'000 CHF (ca. 17% Mehrkosten)
• H2-Bus: Vorinvestitionen H2-Busse: keine, sofern die Betankung an der geplanten
Tankstelle an der Raststätte Fuchsberg erfolgt.
Zusätzliche jährliche Betriebskosten: 350'000 CHF (ca. 33% Mehrkosten)
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Gemeinde Freienbach
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Bei der Vergleichsrechnung ist beim Dieselbetrieb die heutige Rückerstattung der
Mineralölsteuer berücksichtigt. Sollte in Zukunft diese Rückerstattung entfallen, würden sich
die zusätzlichen jährlichen Betriebskosten um jeweils ca. 40'000 CHF pro Jahr reduzieren.
Nachhaltigkeitsbetrachtung
Im Rahmen der Nachhaltigkeitsbetrachtung wird pro Antriebsart in Form einer
Lebenszyklusanalyse jeweils der CO2-Fussabdruck (CO2-Emission) für die Herstellung, den
Betrieb und das Recycling der Fahrzeuge betrachtet und anschliessend aufsummiert.
Aufgrund des hohen CO2-Ausstoss pro Liter Diesel ist innerhalb weniger Monate der
Dieselbetrieb bereits äquivalent zum CO2-Ausstoss für die Herstellung der Batterien bzw. der
Brennstoffzelle. Auf die Betriebsdauer von 8 Jahre bezogen, verursacht der Dieselbetrieb
ungefähr das fünffache an CO2-Emissionen gegenüber dem H2-Bus und das dreifache an CO2-
Emissionen gegenüber dem e-Bus. Der Unterschied an CO2-Emissionen zwischen dem H2-
Bus und dem e-Bus liegt insbesondere in der Herstellung der Batterie sowie am Ersetzen von
dieser im siebten Betriebsjahr. Im Betrieb sind die beiden Busse im Verbrauch in etwa gleich.
Beim Betrieb ist zu erwähnen, dass bei gleicher Wegstrecke für die Wasserstoffproduktion
deutlich mehr Energie wie die für den e-Bus benötigt wird (~ Faktor 3 bis 4). Da jedoch in
der Berechnung der H2-Bus mit der emissionsärmeren Wasserkraft erzeugt wird, gleicht sich
dies in der Bilanz wieder an.
[ ]
2’000’000
1’800’000
1’600’000
1’400’000
1’200’000
1’000’000
800’000
600’000
400’000
200’000
0
Herstellung 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 4. Jahr 5. Jahr 6. Jahr 7. Jahr 8. Jahr
Herstellung Batterie Herstellung Brennstoffzelle Herstellung Karosserie
E-Bus (Photovoltaik) Wasserstoffbus (Wasserkraft) Diesel
Auswirkungen auf das Betriebskonzept
Die Umstellung vom Dieselbetrieb auf eine alternaive Antriebsform der Ortsbusse hat nur
geringe Auswirkungen auf das Betriebskonzept der Ortsbuslinien.
Der gesamte Fahrbetrieb wird grundsätzlich nicht tangiert, die Tourenplanung und Disposition
der Fahrzeuge erfolgt analog zum heutigen Betrieb. Die Reinigung und Wartung der
Fahrzeuge erfordert einen vergleichbaren Aufwand, wobei Elektromotoren nachweislich
weniger Wartungsaufwand versuchen als Verbrennungsmotoren.
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Der einzige nennenswerte betriebliche Unterschied betrifft die Betankung der Fahrzeuge.
Gegenüber einer Betankung an einer Tankstelle erfolgt beim e-Bus die Ladung im Depot
mittels einer speziellen Ladestation. Dies stellt jedoch keine betriebliche Einschränkung dar,
die vollständige Ladung der Ortsbusse kann während der nächtlichen Betriebspause
sichergestellt werden. Für die Betankung der Wasserstofffahrzeuge steht die Nutzung der
neuen Tankstelle am der Autobahnraststätte Fuchsberg im Vordergrund. Die erforderliche
Dienstfahrt jeweils nach Dienstschluss ist mit zusätzlicher Fahrleistung und Zeitaufwand
verbunden, die bereits in der Kostenschätzung berücksichtigt wurden. Die Erstellung einer
weiteren Wasserstofftankstelle in der Garage des Ortsbusbetreibers oder woanders in
Freienbach ist nicht wirtschaftlich.
Auswirkungen auf den Betriebsvertrag
Der aktuelle Betriebsvertrag bedarf nur geringfügiger Anpassungen. Die Verpflichtung zu
Fahrzeugen mit ausschliesslich alternativen Antriebsarten ohne fossile Treibstoffe für den
Betrieb der Ortsbuslinien wird neu integraler Bestandteil des Anforderungskatalogs und ist
entsprechend im Vertrag festzuhalten. Der aktuelle Absatz hinsichtlich Handhabung der
Mineralölsteuern könnte entfallen. Neu im Vertrag zu regeln ist der Einsatz von Dieselbussen
in Ausnahmenfällen (bspw. Blackout, etc..).
Schulbus
Der Schülertansport umfasst zwei Touren (Tal - Hurden und Luegeten - Schwändi ). Es
werden derzeit zwei unterschiedliche Fahrzeuge - ein Schulbus und ein Taxi oder MiniVan -
eingesetzt. Die Kilometerleistung pro Jahr für alle Touren beträgt weniger als 20’000 Km.
Für die Umstellung der Schülertransporte auf Fahrzeuge ohne fossilen Treibstoff kommen
aufgrund der mangelnden Verfügbarkeit von mit Wasserstoff betriebenen «MiniVans» oder
«Minibussen» nur elektrisch betriebene Fahrzeuge in Frage.
Für die Dekarbonisierung der Schülertransporte kommt nur eine Umstellung auf e-Fahrzeuge
infrage. Die Schülertransporte werden durch einen Dienstleister erbracht.
Für die Tour «Hurden» setzt der Dienstleister einen Schülerbus mit spezieller Bestuhlung ein.
Dieser Schülerbus muss neu beschafft werden und die Kosten werden über die jährlichen
Betriebskosten amortisiert. Für den Betrieb der Tour «Schwändi» werden voraussichtlich
keine Zusatzkosten anfallen, da viele Fahrunternehmen bereits über geeignete Fahrzeuge
und Ladestationen verfügen.
Betrieblich hat der Einsatz von e-Fahrzeuge für den Schülertransport keinen Einfluss auf die
Routen, Routenplanung und Abläufe. Für die Ladung können einfache und kostengünstige
Wallboxen («Wandsteckdose» für e-Fahrzeuge) eingesetzt werden. Aufgrund der
verhältnismässig geringen täglichen Fahrleistung sind weder Ladezeit noch Ladehäufigkeit
betrieblich von Relevanz.
Die Umstellung des Schülertransports ist mit folgenden Kosten verbunden (Genauigkeit der
Kosten +/- 30%):
• Vorinvestitionen: für die Photovoltaik-Anlage 30'000 CHF
• Zusätzliche jährliche Betriebskosten: ca. 10'000 CHF
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Empfehlung
Ortsbuslinien
Unter Abwägung der dargelegten Sachinhalte empfehlen wir das Verfolgen von zwei Pfaden:
• e-Bus mit Produktion Strom aus eigener (neuer) PV-Anlage
• H2-Bus mit Bezug Wasserstoff von der Betankungsanlage an der Raststätte Fuchsberg
Mit der Umstellung auf e-Busse würde die Gemeinde Freienbach dem breiten Trend in der
ÖV-Landschaft folgen. Für die Umstellung könnte auf vorhandenes Wissen bei den
Transportunternehmen abgestützt werden. Die Investitionen für die benötigen PV-Anlagen
wären jedoch von den Kosten her erheblich und in zeitlicher Hinsicht kritisch bezüglich einer
Inbetriebnahme per Dezember 2024. Womöglich könnten die Anforderungen aus der
Initiative nicht bereits im Dezember 2024 vollständig erfüllt werden.
Mit der Umstellung auf H2-Busse kann die Gemeinde eine einzigartige Opportunität
aktivieren. Das Nutzen der geplanten Wasserstoffproduktion in Freienbach als Kraftstoff für
den eigenen Ortsbusbetrieb stellt eine Chance dar, welche aktuell in der Schweiz nirgends
besteht. Man würde aber in gewisser Weise Neuland betreten, sowohl beim Betrieb wie auch
beim Fahrzeug. Wir beurteilen das Risiko jedoch als beherrschbar. Vorinvestitionen wären
keine zu tätigen, aber die Betriebskosten lägen höher als beim e-Bus. Eine Umsetzung per
Dezember 2024 könnte erfolgen, sofern die H2-Produktionsanlage wie geplant 2023 in
Betrieb gehen kann . Somit könnten die Anforderungen aus der Initiative bereits bei einer
Umsetzung per Dezember 2024 vollständig erfüllt werden.
Die Nachhaltigkeitsbetrachtung zeigt auf, dass der Betrieb der Ortsbuslinien mit beiden
alternativen Antriebsarten signifikant besser als mittels Dieselbussen durchzuführen ist.
Für die Entscheidungsfindung empfehlen wir der Gemeinde, die Kosten den Chancen und
Risiken gegenüber zu stellen.
• Die tieferen Kosten beim e-Bus sind mit höheren Risiken bezüglich der Umsetzung
der PV-Anlagen verbunden.
• Die höheren Kosten beim H2-Bus sind mit der Chance, aussenwirksam als Pionier
auftreten zu können, verbunden.
Schülertransport
Für die Dekarbonisierung der Schülertransporte kommt nur eine Umstellung auf e-Fahrzeuge
infrage. Die Vorinvestitionen der Gemeinde beschränken sich auf die erforderliche PV-Anlage.
Die Zusatzkosten für die Neubeschaffung eines e-Schulbusses werden über höhere
Betriebskosten abgegolten.
Die Umstellung des Schülertransports auf Fahrzeuge mit fossilfreiem Treibstoff kann mit
verhältnismässig wenig Aufwand und vertretbaren Kosten umgesetzt werden.
Ein charmanter Nebeneffekt des Schülertransports mittels e-Fahrzeug ist die Vorbildfunktion
der Gemeinde und das positive Fahrerlebnis der Schüler mit den leisen und abgasfreien
Fahrzeugen.
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Dekarbonisierung Ortsbuslinien und Schülertransport in der Gemeinde Freienbach
1 Ausgangslage und Auftrag
Im November 2019 wurde beim Gemeinderat Freienbach die Initiative «Ja zur nachhaltigen
Mobilität» eingereicht. Der Gemeinderat sollte ein Konzept erarbeiten, das aufzeigt, wie
Gemeindebuslinien und Schülertransporte gänzlich durch Fahrzeuge mit alternativen
Antriebsarten ohne fossile Treibstoffe und Energie aus nachhaltiger Produktion betrieben
werden können.
Der Gemeinderat hat die Initiative an einer Sitzung am 5. Dezember 2019 für zulässig
erklärt. An der Gemeindeversammlung vom 11. Dezember 2020 wurde die Initiative mit
einem Ergänzungsantrag, dass die Produktion der Energie in der Gemeinde Freienbach
auf neu erstellten Anlagen zu erfolgen hat, an die Urnenabstimmung vom 7. März 2021
überwiesen. Dort wurde die Initiative mit deutlichem Mehr (58% JA) angenommen.
Auftrag
Der Gemeinderat Freienbach beauftragt die Firma Rapp Trans AG, die nötigen Abklärungen
im Zusammenhang mit den in der Initiative «Ja zur nachhaltigen Mobilität» aufgeführten
Themen zu erarbeiten. Dieser Auftrag umfasst die folgenden Arbeitsschritte:
• Analyse der möglichen Antriebssysteme und Energieformen
• Kostenvergleich der untersuchten Antriebssysteme gegenüber dem Referenzzustand
(Dieselbus)
• Nachhaltigkeitsbetrachtung der untersuchten Antriebssysteme gegenüber dem
Referenzzustand (Dieselbus)
Dem Wortlaut der Initiative soll bei der Erarbeitung hohe Beachtung geschenkt werden.
Entsprechend soll der Fokus der Arbeit auf die Machbarkeit der drei zentralen Vorgaben aus
der Initiative gelegt werden:
• Einsatz von Fahrzeugen ohne fossile Treibstoffe (Treibstoff 0% fossil)
• Nachhaltige Produktion der Energie für den Antrieb (Energie 100% nachhaltig
produziert)
• Produktion der Energie für den Betrieb der Busse vollumfänglich in der Gemeinde
Freienbach auf neu erstellten Anlagen
Der Auftrag wird partnerschaftlich in Kooperation mit dem Verein Smarthöfe abgewickelt.
Ebenso wurden die Informationen und Eckdaten zum aktuellen Betrieb der Ortsbuslinien bei
der AHW Busbetriebe eingeholt.
Aktueller Busbetrieb
Die Gemeinde Freienbach betreibt als Konzessionärin die beiden Ortsbuslinien
• 70.188 Pfäffikon SZ, Bhf. – Pfäffikon SZ, Roggenacker und
• 70.189 Pfäffikon SZ, Bhf. – Freienbach – Bäch, Bhf.
Die Fahrleistung wird seit Dezember 2020 im Auftrag der Gemeinde neu durch die AHW
Busbetriebe AG erbracht, welche auch im Besitz der zurzeit eingesetzten Fahrzeuge ist. Zum
Einsatz kommen zwei Diesel-Hybridbusse Typ MAN Lion’s City 12C mit der Umweltnorm
EURO 6 sowie als Reserve ein Dieselbus Typ Volvo 7700 4x2 mit der Umweltnorm EURO 5.
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Dekarbonisierung Ortsbuslinien und Schülertransport in der Gemeinde Freienbach
Der Betriebsvertrag mit der AHW Busbetriebe AG umfasst 4 Jahre mit einer Option auf eine
einmalige Verlängerung von weiteren 4 Jahren (13. Dezember 2020 bis 14. Dezember 2024
bzw. 9. Dez. 2028). Ein Wechsel auf Fahrzeuge mit alternativen Antriebsarten ist während
der Vertragsdauer im Betriebsvertrag nicht vorgesehen. Der Vertrag regelt jedoch, dass in
gegenseitigem Einvernehmen Vertragsänderungen jederzeit möglich sind. Ein Wechsel der
Fahrzeugtypen entspräche einer solchen Vertragsänderung.
Perimeter
Freienbach ist eine politische Gemeinde des Kantons Schwyz und befindet sich im Bezirk
Höfe. Die Gemeinde Freienbach besteht aus den folgenden fünf Ortschaften:
• Pfäffikon SZ
• Freienbach
• Wilen bei Wollerau
• Bäch SZ
• Hurden
Hauptort und mit Abstand grösster Ortsteil der Gemeinde ist Pfäffikon SZ. Der
Untersuchungsperimeter beinhaltet die gesamte Gemeinde Freienbach und ist in der
folgenden Abbildung 1 ersichtlich.
[Quelle: Wikipedia]
Abbildung 1: Untersuchungsperimeter der Gemeinde Freienbach (orange eingefärbt)
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15. Dezember 2021 | Bericht - Dekarbonisierung Ortsbus und Schülertransport Freienbach - V2.0 - 15Dez21 - Fx.docx Seite 7Gemeinde Freienbach
Dekarbonisierung Ortsbuslinien und Schülertransport in der Gemeinde Freienbach
2 Analyse Antriebssysteme und Energieformen
In diesem Kapitel werden
• die Verfügbarkeit von spezifischen und vergleichbaren Bustypen mit alternativen
Antriebssystemen
• deren Betankungs- und Ladeinfrastruktur und
• die Möglichkeiten, in der Gemeinde Freienbach nachhaltige Energieformen zu
produzieren,
geklärt.
2.1 Analyse Antriebsarten
Der heutige Hybrid-Dieselbetrieb wird als «Referenzsystem» verwendet, wobei sich die
Analyse am derzeit modernsten eingesetzten Dieselfahrzeug, dem MAN Lion’s City 12
EFFICIENTHYBRID orientiert.
Für die Analyse werden bei verschiedenen Herstellern entsprechende Busse mit alternativen
Antriebsformen eruiert. Ausgangspunkt bilden die folgenden Fahrzeug-Typen:
• Diesel: MAN – Lion’s City 12 C EFFICIENTHYBRID
• Elektro / Strom: MAN – Lion’s City 12E und Solaris – Urbino 12 electric
• Wasserstoff: Solaris – Urbino 12 hydrogen
• Synthetische Treibstoffe: heutiger Hybrid-Dieselbus MAN Lion’s City 12 C
• Biogas: MAN Lion’s City 12G
Dieselbus
Bei dem aktuell eingesetzten Bus handelt es sich um einen MAN Lion’s City 12 C.
MAN Lion’s City 12 C
EFFICIENTHYBRID
Antriebsmittel Diesel
Synthetischer Diesel – erst / nur Testbetrieb VBG
Abmessungen [m] und Länge: 12.185; Breite 2.550; Höhe 3.060
Fahrgastkapazität 37 Sitzplätze
Motor / Nennleistung Verbrennungsmotor mit unterschiedlichen Leistungen verfügbar
206 kW (280 PS), 243 kW (330 PS) oder 265 kW (360 PS)
Tank / Speicher Tankvolumen: 200 bis 250 Liter
Verbrauch Durchschnittlich 36 l/100km (im Stadtverkehr gem. Hersteller und AHW)
Arbeitshypothese für Berechnungen: 36 l / 100 km
Reichweite ca. 500 bis 600 Km mit einer Tankladung
Im Regelfall ausreichend für einen Betriebstag
Heizung / Klima Konventionell, ggf. Wärmetauscher gegen Aufpreis
Ladesystem Zapfsäule im Depot / Tankstelle
Ladedauer Volltanken: ca. 3 - 5 Minuten
Kosten pro Fahrzeug 350'000 bis 400'000 CHF
(exkl. MWST) Je nach Konfiguration des Fahrzeuges
Praxistauglichkeit Bei vielen Schweizer öV-Unternehmen tagtäglich in Betrieb
Derzeit eingesetzter Bus der AHW in Freienbach
Besonderheiten Efficenthybrid: reduziert Emissionen und Kraftstoffverbrauch
Rekuperation der Bremsenergie, Dieselmotor schaltet sich bei Halten dank
Start-Stopp-Automatik aus / an
Tabelle 1: Datenblatt MAN Lion’s City 12 C EFFICIENTHYBRID
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15. Dezember 2021 | Bericht - Dekarbonisierung Ortsbus und Schülertransport Freienbach - V2.0 - 15Dez21 - Fx.docx Seite 8Gemeinde Freienbach
Dekarbonisierung Ortsbuslinien und Schülertransport in der Gemeinde Freienbach
Batterie-Elektrisch Bus - e-Bus
Fast alle europäischen Hersteller für Busse des öffentlichen Verkehrs verfügen inzwischen
über batterie-elektrisch betriebene Varianten ihrer Fahrzeuge.
Für die Bearbeitung der Machbarkeitsstudie in Freienbach wurden zwei Fahrzeuge analysiert.
Der MAN Lion’s City 12 E ist das strombetriebene Pendant zum derzeit eingesetzten Ortsbus
MAN Lion’s City 12 C EFFICIENTHYBRID.
MAN Lion’s City 12 E
Antriebsmittel Strom
Abmessungen [m] und Länge: 12.200, Breite 2.550; Höhe 3.320;
Fahrgastkapazität 41 Sitzplätze
Motor / Nennleistung Elektromotor
Dauerleistung 160kW; Peakleistung 240 kW
Tank / NCM Batterie; 480 kW;
Batteriekapazität ReliableRange-Nutzungsstrategie der Batterie
Verbrauch ca. 150 kW/100 Km
Arbeitshypothese für Berechnungen: 150 kW/100 Km
Reichweite ca. 200 Km pro Vollladung – ganzjährig
bis zu 270 Km unter günstigen Bedingungen
Mit grösseren Batterie-Konfigurationen: bis 300 Km Reichweite möglich
Im Regelfall ausreichend für einen Betriebstag
Heizung / Klima Automatisch geregeltes Ganzjahreskonzept: Elektrische Dachklimatisierung
mittels Wärmepumpe und elektrischen Heizelementen. Zusatzheizung mit
alternativen Brennstoffen (bspw. Biodiesel usw.) möglich.
Ladesystem / Plug-In System mit CCS Stecker bis zu 150 kW (DC)
Ladeleistung
Ladedauer Stationär: bei einer maximalen Ladeleistung von 150 kW sind für eine
Vollladung ca. drei Stunden erforderlich
Derzeit keine Pantographen Lösung (für Zwischenladung) im Angebot
Kosten pro Fahrzeug Derzeit ca. 875’000 CHF
(exkl. MWST) «Komfort-Lösung» mit Garantie für 10 Jahre Betrieb (inkl. Batterietausch nach
ca. 7 Jahre) oder mindestens 800’000 Km Fahrleistung
Praxistauglichkeit Fahrzeug wurde im Oktober 2019 an der Bus World Brüssel vorgestellt;
MAN ist mit #ElectrifyingEurope Roadshow unterwegs in Europa, seit Oktober
2020 läuft die Serienfertigung
Die Fahrzeuge sind bereits im Einsatz (August 2021): bspw. Hamburg 12 Fz,
Nürnberg 11 Fz, Malmö 22 Fz (bestellt)
VBZ hat im Juni 2021 insgesamt 15 Fahrzeuge bestellt
Besonderheiten -
Tabelle 2: Datenblatt MAN Lion’s City 12 E
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Dekarbonisierung Ortsbuslinien und Schülertransport in der Gemeinde Freienbach
Als Alternative zum «MAN Lion’s City 12 E» wurde auch die elektrisch betriebene Version des
Solaris Urbin 12 analysiert.
Solaris Urbino 12
electric
Antriebsmittel Strom
Abmessungen [m] und Länge: 12,000, Breite 2,550, Höhe 3,300;
Fahrgastkapazität 39 Sitzplätze + 4 je nach Tür und Batterieanordnung
Motor / Nennleistung 2 Elektromotoren à 125 kW
Tank / NCM Batterie; 160 kW oder 240 kW, Erweiterung bis max. 530 kW möglich
Batteriekapazität 240 kW nominell 300 kW, 80% nutzbar 6 Batteriepack à 50 kW
Verbrauch Durchschnittlich: ca. 130 - 150 kW/100 Km
Konstantverbrauch bei 50 km/h mit AC + Heizung, 84,81 kWh/100 km
Stadtlinienkurs mit 100% Auslastung: 152,48 kWh/100 km bei
Durchschnittsgeschwindigkeit 20,50 km/h – ca. 150 Km
Stadtlinienkurs mit 70% Auslastung 102,26 kWh/100 km bei
Durchschnittsgeschwindigkeit 21,09 km/h – ca. 230 Km
Reichweite mindestens 200 Km pro Vollladung
Solaris High Energy-Batterien Pack: 160 kW oder 240 kW
Mit grösseren Batterie-Konfigurationen bspw. 400 kW: 300 Km Reichweite
Im Regelfall ausreichend für einen Betriebstag
Heizung / Klima Elektrisch, Wärmetauscher vorhanden
Heizung & AC wirken sich stark auf die Reichweite aus
Ladesystem Plug-In System mit CCS Stecker – 150 bis 200 kW
Docking-System mit Top-Down-Pantograph – 450 kW
Ladedauer Stationär: bei einer maximalen Ladeleistung von 150 kW sind für eine
Vollladung ca. drei Stunden erforderlich
Kosten pro Fahrzeug 600'000 bis 750’000 CHF
(exkl. MWST) Je nach Konfiguration des Fahrzeuges
Praxistauglichkeit Fahrzeug wurde bereits 2014 vorgestellt;
Bei zahlreichen TU in ganz Europa in Betrieb, grössere Bestellungen Rumänien
123 Fahrzeuge oder BVB Berlin 90 Fahrzeuge
VLB & ZVB haben im Mai 2021 insgesamt 6 Fahrzeuge bestellt
Besonderheiten VLB / ZVB haben Fahrzeuge mit einer Batterie Konfiguration von 400 kW
bestellt. Dies ermöglicht ca. 300 km Reichweite.
Tabelle 3: Datenblatt Solaris Urbino 12 electric
Wie die obigen Datenblätter aufzeigen, bestehen nur geringe Unterschiede zwischen den
beiden analysierten Elektrofahrzeugen. In den weiteren Betrachtungen wird daher nur der
MAN Lion City 12E berücksichtigt.
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Dekarbonisierung Ortsbuslinien und Schülertransport in der Gemeinde Freienbach
Wasserstoffbus – H2-Bus
Wie e-Fahrzeuge fahren auch Wasserstofffahrzeuge mit Strom. Beim H2-Bus reagieren in der
sogenannten Brennstoffzelle Wasserstoff und Sauerstoff unter der Abgabe von elektrischer
Energie zu Wasser. Der so generierte Strom wird in einer Batterie auf dem Fahrzeugdach
gespeichert oder treibt direkt die Elektromotoren an. Dabei wird nur Wasserdampf
ausgestossen.
Nebst Solaris haben auch andere Herstellen – Mitsubishi, Mercedes-Benz, VanHoll, Caetano,
Hyundai etc. – mit Wasserstoff betriebene Busse im Angebot. Die Auswahl des «Solaris
Urbino 12 hydrogen» für die Analyse dient einerseits der Vergleichbarkeit der untersuchten
Fahrzeuge, andererseits handelt es sich dabei um ein bereits mehrfach praxiserprobtes
Fahrzeug.
Solaris Urbino 12
hydrogen
Antriebsmittel Wasserstoff; Brennstoffzelle wandelt Wasserstoff in Strom um
Abmessungen [m] und Länge: 12.000, Breite 2.550, Höhe 3.100;
Fahrgastkapazität 37 Sitzplätze + 4 je nach Türanordnung
Motor / Nennleistung Brennstoffzellen-Modul – Leistung von 70 kW
2 Elektromotoren à 125 kW
Tank / Satz von Gasbehältern mit Gesamtvolumen 1.560 Litern / 37,5 kg H2
Batteriekapazität Puffer-Akku mit einer Leistung von 30 kW
Verbrauch Jahresdurchschnitt: 8,7 Kg H2 /100km (WSW Wuppertal)
Arbeitshypothese für Berechnungen: 10 Kg H2 /100km verwendet
Reichweite 350 Km mit einer Tankladung
Im Regelfall ausstreichend für einen Betriebstag
Heizung / Klima Elektrisch, Wärmetauscher vorhanden
ggf. Nutzung der Abwärme des Brennstoffzellen-Moduls
Ladesystem Wasserstoff Zapfsäule im Depot / Tankstelle; Betankung bei 350 bar
Ladedauer Betankung bei 350 bar – ca. 5 bis max. 10 Minuten
Kosten pro Fahrzeug Derzeit ca. 850'000 CHF - weitere Kostendegression zu erwarten
(exkl. MWST) Breitangelegte Forschungs- und Förderprogramm von H2 der EU
Zielsetzung: Kosten für Solobus < 375'000 Euro (vgl. H2 Bus - h2bus.eu)
Praxistauglichkeit Fahrzeug wurde im Juni 2019 am UITP Global Public Transport Summit in
Stockholm vorgestellt; zahlreiche Test-Betriebe in ganz Europa und nun im
Roll-out.
Bei einigen Transportunternehmen schon in Betrieb (bspw. SASA Bozen 12
Fahrzeuge) bzw. bestellt (Köln 15 Fahrzeuge, Wuppertal 10 Fahrzeuge,
Postbus AT 40 Fahrzeuge, Connexion NL 20 Fahrzeuge, etc.), Stand August
2021
In der CH: noch kein Fahrzeug im Einsatz
Besonderheiten H2 - Projekt von EW Höfe, Alpiq und Socar – vgl. Kapitel 2.3.2:
Bau einer Elektrolyse-Anlage mit einer Kapazität von bis zu 10 MW auf dem
Gelände «Altes Unterwerk Freienbach».
Produktion im Vollausbau von ca. 1'000 – 1'200 Tonnen grüner Wasserstoff
pro Jahr. Dies reicht für die Versorgung von ca. 160 – 200 LKW / Bussen pro
Jahr.
Tabelle 4: Datenblatt Solaris Urbino 12 hydrogen
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BioGas-Bus
Sofern ein «Compressed Natural Gas» (CNG) Bus mit 100% Biogas betrieben wird, kann
diese Antriebsart ebenfalls als «fossilfrei» eingestuft werden. Diverse Schweizer
konzessionierte Transportunternehmungen haben CNG-Busse in ihrem Fuhrpark.
Lion’s City 12 G
Antriebsmittel Erdgas (CNG) oder Biogas
Abmessungen [m] und Länge: 12.185, Breite 2.550, Höhe 3.295;
Fahrgastkapazität 35 Sitzplätze, 70 Stehplätze
Motor / Nennleistung Verbrennungsmotor mit unterschiedlichen Leistungen verfügbar
206 kW (280 PS), 235 kW (320 PS)
Tank / CNG-Speichersystem: In der maximalen Ausführung bis 1'875 Liter
Batteriekapazität
Verbrauch ca. 35 - 40 Kg Gas / 100 Km
Arbeitshypothese für Berechnungen: 38 Kg / 100 Km
Reichweite 500 Km mit einer Tankladung
Im Regelfall ausstreichend für einen Betriebstag
Heizung / Kühlung Elektrisch, ggf. Wärmetauscher
Ladesystem Gas Zapfsäule im Depot / Tankstelle
Im Regelfall: Betankung mit 300 bar
Ladedauer Slow Fill: Gas strömt vom Zapfpunkt direkt in den Fahrzeugtank. Betankung
Bus: ca. 8 Std / eine Nacht
Fast Fill: Erdgas wird zunächst in einen Kaskadenspeicher mit einem
Speicherdruck von ca. 300 bar zwischengespeichert.
Betankung Bus: ca. 15 Minuten
Kosten pro Fahrzeug Derzeit ca. 350'000 bis 450’000 CHF
Praxistauglichkeit Fahrzeug wurde 2018 an der IAA Hannover vorgestellt;
Einige Bestellungen schon vorhanden und im Roll-out, u.a.: Wiener Neustadt -
5 Fz; Koblenz - 2 Fz; Marseille - 6 Fz; Lüben - 23 Fz; Dachau - 12 Fz,
Oldenburg - 15 Fz
Besonderheiten Auch als «Efficenthbyrid» erhältlich: reduziert Emissionen und
Kraftstoffverbrauch; Rekuperation der Bremsenergie und automatische Stopp-
Start-Funktion.
Die niedrigeren Kraftstoffkosten von (Bio)gas im Vergleich zu Diesel lassen bei
einer Laufzeit von 10 Jahren und einer Laufleistung von 60.000 km pro Jahr
Einsparungen bei den Life Cycle Costs (LCC) von rund 15% erwarten.
Nebst MAN haben auch andere Hersteller bspw. Solaris mit CNG betriebene,
vergleichbare Fahrzeuge im Angebot.
Tabelle 5: Datenblatt Lion’s City 12 G
Angesichts der Konkurrenz der inzwischen praxiserprobten alternativen Antriebsarten Strom
und Wasserstoff verlieren mit (Bio)Gas betriebene Busse langsam an Bedeutung und werden
wohl mittelfristig aus den Fahrzeugflotten der öV-Unternehmen verschwinden.
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2.2 Analyse Betankungs- und Ladeinfrastruktur
Die Analyse der Optionen für die Betankung bzw. die Ladeinfrastruktur der unterschiedlichen
Antriebsarten ist in der folgenden Tabelle ersichtlich. Dabei wird aufgezeigt, welche
Möglichkeiten pro Antriebsart bestehen und ob auf Basis der Analyse eine Weiterverfolgung
der Möglichkeiten sinnvoll ist.
Infrastruktur Wo Analyse, Erläuterung und Status Empfehlung
Diesel Garage • Regelfall; jede Garage / Depot verfügt im Regelfall Weiter-
Tankstelle Betreiber über eigene Tankstellen verfolgen
• Betrieb und Unterhalt der Tankstelle sind Teil der
fixen Betriebskosten
Öffentliche • Im Regelfall keine Option Nicht
Tankstelle • Rückfallebene bei technischen Problemen mit der weiterverfolgt
eigenen Garagentankstelle
Strom Garage • Die Analyse der Betriebsumläufe und Auswertung Präferenz -
Ladestation Betreiber der nächtlichen Betriebspausen zeigt, dass für die Weiter-
Landung der e-Bussen die nächtliche Betriebspause verfolgen
ausreichend ist.
• Die Vollladung einer 400 kW – Batterie erfordert
bei 150 KW Ladeleistung ca. 3 Stunden.
• Sogar bei der jeweils kürzesten Betriebspause von
Freitag auf Samstag (knapp 6 Stunden) wäre somit
eine sequenzielle Ladung der beiden Fahrzeuge
möglich.
• Zusätzlich verfügt der Markt über eine Auswahl an
«Heavy Vehicle Charging (HVC)» Anlagen, die diese
Anforderungen ebenfalls erfüllen können.
• Ein renommierter Hersteller von Ladestationen
bringt demnächst eine 300 kW Ladestation auf den
Markt, die eine parallele Ladung von 4 Fahrzeugen
sicherstellt (vgl. Abbildung 2).
Öffentliche • Keine Option: Rückfallebene für Notfälle oder Nicht
Ladestation technische Probleme mit der Depotladestation weiterverfolgt
Zwischen- • Die aktuellen Fahrpläne und die Umlaufplanung der Nicht
ladung beiden Ortsbuslinien 188 und 189 weisen weder am weiterverfolgt
Bahnhof Pfäffikon SZ noch an den Wendepunkten
ausreichend Aufenthaltszeiten auf für eine
Zwischenladung.
• Gemäss Analyse der bereits verfügbaren und
insbesondere künftig verfügbaren Reichweiten von
e-Bussen kann davon ausgegangen werden, dass
eine Vollladung des e-Busses für einen Betriebstag
inkl. Dienstfahrten ausreichen, und keine
Zwischenladung erforderlich sein sollte.
• Nicht zuletzt aufgrund der hohen Kosten einer
Zwischenladestation und auch der zusätzlichen
Anforderungen an die Fahrzeuge wird die Option
nicht weiterverfolgt.
Wasserstoff Garage • Keine Option; die Errichtung einer H2-Tankstelle im Nicht
Tankstelle Betreiber Depot / Garage des Betreibers ist einerseits sehr weiterverfolgt
teuer für die Betankung von nur 2 Fahrzeugen, und
würde andererseits eine Abhängigkeit vom
Busbetreiber schaffen.
Bestehende • Fuchsberg: An der Autobahnraststätte Fuchsberg Präferenz -
öffentliche wird anfangs 2023 pro Fahrtrichtung je eine Weiter-
Tankstelle Wasserstofftankstelle zur Verfügung stehen. verfolgen
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Infrastruktur Wo Analyse, Erläuterung und Status Empfehlung
• Eine (tägliche) Betankung anlässlich der Dienstfahrt
zurück in die Garage kann in die Betriebsabläufe
eingeplant werden.
• Der zusätzliche Zeitaufwand und die zusätzliche
Fahrleistung für den «Umweg» über die Autobahn
muss entschädigt werden (vgl. Abbildung 3).
Neue • Zusätzliche Tankstelle in Freienbach: um die Als Vergleichs-
öffentliche betrieblichen Implikationen einer Betankung der wert weiter-
Tankstelle Ortsbusse zu minimieren verfolgen
• Die Errichtung einer zusätzlichen
Wasserstofftankstelle in Freienbach kommt bspw.
im Gewerbegebiet Pfäffikon oder an einer der
bestehenden Tankstellen in Frage.
• Kostenaufwand: Ist aufgrund von Kosten-Nutzen-
Überlegungen und der zukünftig bestehenden
Wasserstofftankstelle bei der Autobahnraststätte
Fuchsberg aus heutiger Sicht nicht attraktiv.
BioGas Garage • Keine Option, Begründung analog eigene H2- Nicht
Tankstelle Betreiber Tanksstelle Garage / Depot Betreiber weiterverfolgt
Bestehende • MIGROL-Tankstelle Pfäffikon SZ: Eine Nutzung der Als Vergleichs-
öffentliche Gastankstellen der MIGROL in Pfäffikon ist eine wert weiter-
Tankstelle valable Option und könnte – analog der verfolgen
Wasserstoffbetankung (vgl. oben) – betrieblich mit
überschaubarem Aufwand umgesetzt werden.
• Als Alternative zur MIGROL-Tankstelle steht in
Wädenswil im Gewerbegebiet Ruetihof eine weitere
BioGas-Tankstelle zur Verfügung.
Tabelle 6: Übersicht Optionen Landung und Betankung
Im Folgenden werden noch einige Aspekte der erforderlichen Betankungs- bzw.
Ladeinfrastruktur ausgeführt.
Depotladung
In der folgenden Abbildung sind die unterschiedlichen Optionen für eine Depotladung –
dargestellt:
Für die Landung von e-Bussen muss in jedem Fall eine
Ladestation mit Lastenmanagement und einer
Ladeleistung von mindestens 100 kW vorgesehen
werden.
Um die Ladezeiten zu verringern wird eine
Ladeleistung von mindestens 150 kW empfohlen, die
im Regelfall ein Vollladung der Batterie in weniger als
3 Stunden sicherstellen kann.
Demnächst stehen auch Ladestationen von 300 kW zur
Verfügung, die eine noch schnellere Ladung
ermöglichen.
Für die Betankung kleiner Fahrzeuge, wie bspw. auch
einen Mini-Bus oder den Schulbus – sind 24 kW
Wallboxen ausreichend.
[Quelle: ABB]
Abbildung 2: Lade Infrastruktur Depotladung – Komponenten
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Nutzung H2-Tankstellen Fuchsberg
In den folgenden beiden Abbildungen ist die Fahrroute für die täglich durchzuführende
Betankung an der Autobahnraststätte «Fuchsberg» dargestellt. Die «Umweg-Wegstrecke»
vom Bahnhof Pfäffikon SZ bis zur Autobahnausfahrt Wollerau beträgt ca. 7.8 Km. Inklusive
Betankung des Fahrzeugs beträgt der zusätzliche Zeitaufwand für den Umweg «Fuchsberg»
durchschnittlich 20 Minuten pro Bus pro Tag.
Aus betrieblichen Gründen sollte die Betankung nur nach Dienstschluss auf der Rückfahrt ins
Depot eingeplant werden. Eine Betankung auf der Dienstfahrt am Morgen birgt das Risiko von
Verspätung der ersten Kurse, falls andere Fahrzeuge die Wassertankstelle benutzen und der
Bus warten muss. Bei technischen Problemen der Tankstelle wären die betrieblichen
Implikationen noch grösser, zumindest bis ein Ersatzfahrzeug die Kurse übernehmen kann.
[Google Maps / Rapp Trans]
Abbildung 3: Länge Autobahnabschnitt – Anschluss Pfäffikon bis Anschluss Wollerau
Nutzung bestehender (Bio-) Gas-Tankstellen
Bei den Abklärungen der potentiellen Produktionsmöglichkeiten von Energie in Freienbach
wurde die Errichtung einer Biogasanlage geprüft (vgl. Kapitel 2.3) und verworfen.
Die bereits erfolgte Grobanalyse der Antriebsart «BioGas» und erforderliche Infrastruktur
kann wie folgt zusammengefasst werden:
• Grundsätzlich keine Option – nur als «Kostenvergleich» zu den alternativen
Antriebsarten Wasserstoff und Strom;
• Bau einer neuen BioGas-Anlage in Freienbach (bspw. ARA Höfe) kann ausgeschlossen
werden;
• Zwei öffentlich Tankstellen, die genutzt werden könnten
MIGROL in der Nähe des Bahnhofs Pfäffikon: Umweg relativ klein
BioGas Tankstelle Wädenswil: ca. 20 Km entfernt
• Neubau eine BioGas-Tankstelle im Depot oder woanders ist nicht realistisch.
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[Google Maps / Rapp ]
Abbildung 4: Standort der bestehenden (Bio)Gas-Tankstellen in Freienbach & Umgebung
2.3 Analyse der nachhaltigen Energieproduktion in Freienbach
Eine der Rahmenbedingung der Initiative ist, dass die Produktion der erforderlichen
nachhaltigen Energie in der Gemeinde Freienbach auf neu erstellten Anlagen zu erfolgen hat.
Bei den von Smart Höfe durchgeführten Abklärungen wurde mit den EW Höfe geklärt, welche
Optionen der Energieproduktion grundsätzlich infrage kommen.
Eine erste Analyse der Optionen und Aussichten hinsichtlich der nachhaltigen
Energieproduktion mit neuen Anlagen auf dem Gemeindegebiet von Freienbach hat folgende
Ergebnisse ergeben:
Energieform Wer Analyse, Erläuterung und Status Empfehlung
Wasserkraft EW • In Freienbach sind keine Projekte in Planung, auch nicht Keine Option
Höfe im Bereich von Trinkwasserkraftwerken
• EW Höfe bezieht ca. 40 Mio kWh vom Kraftwerk Sihlsee
Dritte • Trinkwasserkraftwerke: Die Korporation Wollerau hat
kürzlich zwei Turbinen in Betrieb genommen
In Freienbach bestehen z. Z. keine Pläne / Projekte.
Photovoltaik EW • EW Höfe betreibt mehrere eigene Anlagen mit einer Weiter-
Höfe Leistung von ca. 350 kW verfolgen
• EW Höfe ist zudem an einer Anlage von rund 1.2 MW
beteiligt, wovon eine weitere Anlage (in Galgenen) derzeit
im Bau ist
• Grundsätzlich besteht Interesse an weiteren Anlagen
(auch Anlagen in Freienbach)
• Gemäss Einschätzung der EW Höfe fehlen in Freienbach
geeignete Dachflächen
Gde. • Die Gemeinde Freienbach betreibt PV-Anlagen auf
diversen gemeindeeigenen Liegenschaften – bspw.
Doppelturnhalle SA Steg, Sporttrakt SA Wilen,
Pflegezentrum Roswitha, MZG Schwerzi Freienbach
• Diverse weitere Liegenschaften der Gemeinde könnten
möglicherweise mit PV-Anlagen ausgerüstet werden –
bspw. die Schulhäuser Felsenburgmatte, Pfäffikon,
Schwerzi, Freienbach oder die Schulanlage Bäch. Dies
erfordert Abklärungen Machbarkeit inkl. Statik und
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Energieform Wer Analyse, Erläuterung und Status Empfehlung
Erdbebensicherheit / Platz für technische Einrichtungen
(z.B. Wechselrichter)
• Eignung von potenziellen Dachflächen kann mittels einer
Solarpotentialanalyse evaluiert werden:
https://www.uvek-gis.admin.ch/BFE/sonnendach/
Dritte • Grundsätzlich sind Interessenten vorhanden Derzeit nicht
• Die Errichtung von PV-Anlagen auf Dächer von Dritten weiterverfolgt
sollte erst weiterverfolgt werden, wenn nicht ausreichend
PV-Flächen auf Liegenschaften der Gemeinde errichtete
werden können
Biogas EW • Keine eigene Produktion oder Kooperationen geplant Keine Option
Höfe • Energie Ausserschwyz (80% Beteiligung EW Höfe) hat Der Bau einer
eine Biogasanlage welche vollständig für die neuen BioGas-
Stromproduktion eingesetzt wird Produktions-
• Hinweis: Schweizer Biogas ist sehr beschränkt; Biogas anlage in
wird hauptsächlich importiert – bspw. EW Höfe importiert Freienbach ist
90% des Biogases nicht realistisch
• Ein Grossteil an Biogas wird im Moment gar nicht ins
Gasnetz eingespiesen, sondern als Stromproduktion
genutzt
ARA • Die Gemeinde Freienbach hat vor rund 10 Jahren einen
Höfe Test gemacht, jedoch wurde die Einspeisung ins Gasnetz
als zu teuer eingestuft
• Derzeit kann der Bau einer (neuen) Biogasanlage
ausgeschlossen werden
• Die ARA Höfe bzw. die angeschlossenen Gemeinden haben
langjährige Abnahmeverträge fürs Substrat mit der
Biogasanlage Kompogas in Samstagern
• Abgesehen von den hohen Kosten der Erstellung einer
BioGas-Anlage, fehlt in Freienbach primär das Substrat für
den Betrieb einer neuen BioGas-Anlage
• Zudem schwierig geeignete und ausreichend grosse
Landflächen zu finden
• Nebst den hohen Errichtungskosten fallen auch
signifikante jährliche Betriebskosten an
Dritte • Seitens der Landwirtschaft besteht wenig Bedarf an einer
Substratabgabe
• Es ist fraglich, ob durch Dritte (bspw. Bauernbetriebe)
ausreichend Biogas für den Betrieb der Ortsbuslinien
produziert werden könnte
• Nebst den hohen Errichtungskosten fallen auch
signifikante jährliche Betriebskosten an
Wasserstoff EW • Projekt in Freienbach ist bereits weit fortgeschritten Weiter-
Höfe / • Bau einer Elektrolyse-Anlage mit einer Kapazität von bis verfolgen
Alpiq / zu 10 MW auf dem Gelände «Altes Unterwerk
Socar Freienbach»; Im Vollausbau Produktion von ca. 1'000 –
1'200 Tonnen grünem Wasserstoff pro Jahr
• Diese Menge reicht für die Versorgung von jährlich ca. 160
– 200 LKW oder ca. 6’000 – 7’000 PKW
• Bau einer Pipeline zur SOCAR Tankstellen an der
Raststätte Fuchsberg, wo pro Fahrrichtung eine Tankstelle
errichtet wird
• Zusätzlich ist ein Pipeline-Abzweiger in das Gewerbegebiet
von Pfäffikon geplant
• Bei EW Höfe ist zudem eine Abfüllanlage für die
Distribution vorgesehen
• Detaillierte Informationen vgl. Pressemeldung unter 2.3.2
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